（魯京津瓊專用）2020年高考化學一輪復習 第三章 微題型18 練習.docx

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微題型18 1．(2019江西名校高三第一次聯(lián)考)鋰被譽為“金屬味精”，以LiCoO2為正極材料的鋰離子電池已被廣泛用作便攜式電源。工業(yè)上常以β鋰輝礦(主要成分為LiAlSi2O6，還含有FeO、MgO、CaO等雜質)為原料來制取金屬鋰。其中一種工藝流程如下： 已知： ①部分金屬氫氧化物開始沉淀和完全沉淀時的pH： 氫氧化物 Fe(OH)3 Al(OH)3 Mg(OH)2 開始沉淀時的pH 1.9 3.4 9.1 完全沉淀時的pH 3.2 4.7 11.1 ②Li2CO3在不同溫度下的溶解度如下表： 溫度/℃ 0 10 20 50 75 100 Li2CO3的溶解度/g 1.539 1.406 1.329 1.181 0.866 0.728 請回答下列問題： (1)用氧化物形式表示LiAlSi2O6的組成______________________________________________。 (2)反應Ⅱ加入碳酸鈣的作用是_____________________________________________________ _______________________________________________________________________________。 (3)寫出反應Ⅲ中生成沉淀A的離子方程式：__________________________________________ _______________________________________________________________________________。 (4)洗滌所得Li2CO3沉淀要使用________(填“熱水”或“冷水”)，理由是_________________ _______________________________________________________________________________。 (5)流程中兩次使用了Na2CO3溶液，第一次濃度小，第二次濃度大的原因是________________ _______________________________________________________________________________。 (6)該工藝中，電解熔融氯化鋰生產(chǎn)鋰時，陽極產(chǎn)生的氯氣中會混有少量氧氣，原因是________ _______________________________________________________________________________。 2．高純六水氯化鍶晶體(SrCl26H2O)具有很高的經(jīng)濟價值，工業(yè)上用碳酸鍶(SrCO3)粉為原料(含少量鋇和鐵的化合物等)制備高純六水氯化鍶晶體的過程如下： 已知：①M(SrCl26H2O)＝267gmol－1 ②Ksp(SrSO4)＝3.310－7、Ksp(BaSO4)＝1.110－10 ③經(jīng)鹽酸浸取后，溶液中除含有Sr2＋和Cl－外，還含有少量Ba2＋、Fe2＋、Fe3＋雜質 ④SrCl26H2O晶體在61℃時開始失去結晶水，100℃時失去全部結晶水 請回答下列問題： (1)已知Sr為第五周期ⅡA族元素，則不符合Sr>Ca的是________(填序號)。 ①原子半徑?、谧钔鈱与娮訑?shù)?、劢饘傩浴、茏罡邇r氧化物對應的水化物的堿性 (2)寫出碳酸鍶與鹽酸反應的離子方程式：____________________________________________ _______________________________________________________________________________。 (3)工業(yè)上用熱風吹干六水氯化鍶，適宜的溫度是______(填字母)。 A．50～60℃ B．70～80℃ C．80～100℃ D．100℃以上 (4)步驟④的操作是______________、__________、過濾。 (5)加入硫酸的目的是________________。 (6)若濾液中Ba2＋的濃度為110－5molL－1，依據(jù)題給信息計算濾液中Sr2＋的物質的量濃度為________molL－1。 3．(2018大連二十四中模擬)用廢鉛蓄電池的鉛泥(含PbSO4、PbO和Pb等)制備精細化工產(chǎn)品PbSO43PbOH2O(三鹽)的主要流程如下： 已知：常溫下，Ksp(PbSO4)≈2.010－8，Ksp(PbCO3)≈1.010－13?；卮鹣铝袉栴}： (1)鉛蓄電池在生活中有廣泛應用，其工作原理是Pb＋PbO2＋2H2SO42PbSO4＋2H2O。鉛蓄電池在充電時，陽極的電極反應式為______________________________________________。若鉛蓄電池放電前，正、負極電極質量相等，如果放電時轉移了1mol電子，則理論上兩電極質量之差為________。 (2)將濾液1、濾液3合并，經(jīng)蒸發(fā)濃縮、降溫結晶、過濾等操作，得到一種結晶水合物(Mr＝322)，其化學式為________________________________。 (3)步驟③酸溶時鉛與硝酸反應生成Pb(NO3)2及NO的離子方程式為______________；濾液2中溶質的主要成分為________________(寫化學式)。 (4)步驟⑥合成三鹽的化學方程式為_________________________________________________ _______________________________________________________________________________。 (5)步驟⑦洗滌過程中，檢驗沉淀是否洗滌干凈的方法是________________________________ ________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________。 (6)在步驟①的轉化中，若硫酸鉛和碳酸鉛在濁液中共存，則＝________。 4．(2019甘肅張掖高三第一次診斷)鋅焙砂主要含ZnO、ZnFe2O4，還含有少量CaO、FeO、CuO、NiO等氧化物。如圖是工業(yè)上利用鋅焙砂制取金屬鋅的流程圖。 (1)酸浸時ZnFe2O4會生成兩種鹽，該反應的化學方程式為______________________________。 (2)凈化Ⅰ操作分為兩步：第一步是將溶液中少量的Fe2＋氧化；第二步是控制溶液pH，使Fe3＋轉化為Fe(OH)3沉淀。 ①寫出酸性條件下H2O2與Fe2＋反應的離子方程式：____________________________________ _______________________________________________________________________________。 ②25℃時，pH＝3的溶液中c(Fe3＋)＝___molL－1。(已知25℃時，Ksp[Fe(OH)3]＝4.010－38) ③凈化Ⅰ生成的沉淀中還含有溶液中的懸浮雜質，溶液中的懸浮雜質被共同沉淀的原因是________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________。 (3)本流程中可以循環(huán)利用的物質除硫酸鋅外還有_____________________________________ _____________________________________________________________________(寫化學式)。 (4)若沒有凈化Ⅱ操作，則對鋅的制備帶來的影響是____________________________________ _______________________________________________________________________________。 5．(2019河北冀州中學高三仿真模擬)工業(yè)由鈦鐵礦(主要成分為FeTiO3，還含有少量Fe2O3、Al2O3、FeO、SiO2等雜質)制備TiCl4的工藝流程如下： 已知： ①酸浸　FeTiO3(s)＋2H2SO4(aq)===FeSO4(aq)＋TiOSO4(aq)＋2H2O(l) ②水解　TiOSO4(aq)＋2H2O(l)H2TiO3(s)＋H2SO4(aq) ③煅燒　H2TiO3(s)TiO2(s)＋H2O(g) (1)FeTiO3中鈦元素的化合價為__________，試劑A為____________________。 (2)堿浸過程發(fā)生反應的離子方程式為_______________________________________________ ________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________。 (3)酸浸后需將溶液溫度冷卻至70℃左右，若溫度過高會導致最終產(chǎn)品吸收率過低，原因是________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________。 (4)上述流程中氯化過程的化學方程式為_____________________________________________ _______________________________________________________________________________。 已知TiO2(s)＋2Cl2(g)TiCl4(l)＋O2(g)　ΔH＝＋151kJmol－1。該反應極難進行，當向反應體系中加入碳后，則反應在高溫條件下能順利發(fā)生。從化學平衡的角度解釋原因是________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________。 (5)TiCl4極易水解，利用此性質可制備納米級TiO2xH2O，該反應的化學方程式是________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________。 6．(2018云南師范大學附屬中學高三月考)鉬是一種重要的過渡金屬元素，通常用作合金及不銹鋼的添加劑，可增強合金的強度、硬度、可焊性等。鉬酸鈉晶體(Na2MoO42H2O)可作為無公害型冷卻水系統(tǒng)的金屬腐蝕抑制劑，如圖所示是化工生產(chǎn)中以輝鉬礦[主要成分為硫化鉬(MoS2)]為原料來制備金屬鉬和鉬酸鈉晶體的主要流程。 (1)已知反應③為復分解反應，則鉬酸中鉬元素的化合價為____________。 (2)反應⑥的離子方程式為________________________________________________________。 (3)輝鉬礦燃燒時的化學方程式為___________________________________________________ _______________________________________________________________________________。 (4)操作X為____________________________________________________________________。 已知鉬酸鈉在一定溫度范圍內(nèi)的析出物質及相應物質的溶解度如下表，則在操作X中應控制溫度的最佳范圍為________(填字母)。 溫度/℃ 0 4 9 10 15.5 32 51.5 100 ＞100 析出物質 Na2MoO410H2O Na2MoO42H2O Na2MoO4 溶解度 30.63 33.85 38.16 39.28 39.27 39.82 41.27 45.57 — A.0～10℃ B．10～100℃ C．15.5～50℃ D．100℃以上 (5)制備鉬酸鈉晶體還可用向精制的輝鉬礦中直接加入次氯酸鈉溶液氧化的方法，若在氧化過程中還有硫酸鈉生成，則氧化劑與還原劑的物質的量之比為________。 (6)Li、MoS2可用作充電電池的電極，其工作原理為xLi＋nMoS2Lix(MoS2)n[Lix(MoS2)n附著在電極上]，則電池充電時陽極的電極反應式為____________________________________ _______________________________________________________________________________。 (7)可用還原性氣體(CO和H2)還原MoO3制取金屬鉬，工業(yè)上制備還原性氣體CO和H2的反應原理之一為CO2＋CH42CO＋2H2。含甲烷體積分數(shù)為90%的7L(標準狀況)天然氣與足量二氧化碳在高溫下反應，甲烷轉化率為80%，用產(chǎn)生的CO和H2還原MoO3制取金屬鉬，理論上能生產(chǎn)鉬的質量為________(Mo相對原子量為96)。 答案精析 1．(1)Li2OAl2O34SiO2 (2)除去反應Ⅰ中過量的H2SO4；控制pH，使Fe3＋、Al3＋完全沉淀 (3)Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓、Ca2＋＋CO===CaCO3↓ (4)熱水　Li2CO3在較高溫度下溶解度小，用熱水洗滌可減少Li2CO3的溶解損耗 (5)第一次濃度過大會使部分Li＋沉淀，第二次濃度大則有利于Li2CO3沉淀的生成 (6)加熱蒸干LiCl溶液時，有少量LiCl水解生成LiOH，LiOH受熱分解生成Li2O，電解時產(chǎn)生O2 2．(1)② (2)SrCO3＋2H＋===Sr2＋＋CO2↑＋H2O (3)A (4)蒸發(fā)濃縮　冷卻結晶 (5)除去Ba2＋雜質　 (6)0.03 解析　(1)根據(jù)同主族元素性質變化規(guī)律不難得出②選項不正確。(2)SrCO3類似于CaCO3，與鹽酸反應的離子方程式為SrCO3＋2H＋===Sr2＋＋CO2↑＋H2O。(3)根據(jù)題目信息知SrCl26H2O晶體在61℃時開始失去結晶水，100℃時失去全部結晶水。工業(yè)上用熱風吹干六水氯化鍶但又不能脫去結晶水，所以選A。(4)第③步過濾后濾液的溶質為SrCl2，從溶液中獲得SrCl26H2O晶體，還須進行的操作是蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶、過濾。(5)由于BaSO4是難溶于水的物質，所以在操作過程中加入硫酸是使溶液中的Ba2＋形成BaSO4沉淀而除去Ba2＋雜質。(6)Ksp(BaSO4)＝1.110－10，由于溶液中Ba2＋濃度為110－5molL－1，則c(SO)＝[1.110－10(110－5)]molL－1＝1.110－5molL－1，根據(jù)Ksp(SrSO4)＝3.310－7可知，c(Sr2＋)＝[3.310－7(1.110－5)]molL－1＝3.010－2molL－1＝0.03molL－1。 3．(1)PbSO4＋2H2O－2e－===PbO2＋SO＋4H＋　16g (2)Na2SO410H2O (3)3Pb＋8H＋＋2NO===3Pb2＋＋2NO↑＋4H2O　HNO3 (4)4PbSO4＋6NaOHPbSO43PbOH2O↓＋3Na2SO4＋2H2O (5)取少量最后一次的洗滌液于潔凈的試管中，向其中滴加硝酸酸化的Ba(NO3)2溶液，若產(chǎn)生白色沉淀，則沉淀未洗滌干凈；否則，已洗滌干凈 (6)2.0105 4．(1)ZnFe2O4＋4H2SO4===ZnSO4＋Fe2(SO4)3＋4H2O (2)①H2O2＋2Fe2＋＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O?、?.010－5?、跢e(OH)3膠體具有吸附性 (3)H2SO4、Zn　(4)制取的鋅含銅、鎳等雜質 5．(1)＋4　Fe(或鐵) (2)Al2O3＋2OH－===2AlO＋H2O、SiO2＋2OH－===SiO＋H2O (3)溫度過高會導致TiOSO4提前水解生成H2TiO3沉淀 (4)TiO2＋C＋2Cl2TiCl4＋CO2　C與O2反應，O2的濃度減小使平衡向右移動；C與O2反應放熱，溫度升高，使平衡向右移動，促使反應順利進行 (5)TiCl4＋(x＋2)H2OTiO2xH2O＋4HCl 解析　(1)根據(jù)酸浸反應FeTiO3(s)＋2H2SO4(aq)===FeSO4(aq)＋TiOSO4(aq)＋2H2O(l)可知，F(xiàn)eTiO3中Fe元素化合價為＋2價，則Ti元素為＋4價。然后加入試劑A[Fe(或鐵)]，發(fā)生反應2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋。(2)堿浸的目的是除去Al2O3和SiO2等雜質，發(fā)生反應的離子方程式為Al2O3＋2OH－===2AlO＋H2O、SiO2＋2OH－===SiO＋H2O。(3)酸浸后需將溶液溫度冷卻至70℃左右，溫度過高會導致TiOSO4提前發(fā)生水解反應：TiOSO4(aq)＋2H2O(l)H2TiO3(s)＋H2SO4(aq)，生成H2TiO3沉淀，導致最終產(chǎn)品吸收率過低。(4)該工業(yè)流程中氯化過程的化學方程式為TiO2＋C＋2Cl2TiCl4＋CO2；由于TiO2(s)＋2Cl2(g)TiCl4(l)＋O2(g)為可逆反應，且正反應為吸熱反應，加入碳粉后，C與O2反應，O2的濃度減小使平衡向右移動；C與O2反應放熱，溫度升高，使平衡向右移動，促使反應順利進行。(5)TiCl4極易水解生成納米級TiO2xH2O，該反應的化學方程式為TiCl4＋(x＋2)H2OTiO2xH2O＋4HCl。 6．(1)＋6　(2)MoO3＋2OH－===MoO＋H2O (3)2MoS2＋7O22MoO3＋4SO2 (4)蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶、過濾　C (5)9∶1 (6)Lix(MoS2)n－xe－===nMoS2＋xLi＋ (7)28.8g 解析　(1)根據(jù)鉬酸銨的化學式可知，鉬元素的化合價為＋6價，由于反應③為復分解反應，則鉬酸中鉬元素的化合價為＋6價。 (2)MoO3與強堿溶液反應生成Na2MoO4和水，反應的離子方程式為MoO3＋2OH－===MoO＋H2O。 (3)根據(jù)流程圖可以看出，輝鉬礦在空氣中焙燒生成MoO3，化學方程式為2MoS2＋7O22MoO3＋4SO2。 (4)由Na2MoO4溶液得到Na2MoO42H2O晶體，需要進行的操作為蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶、過濾；根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，要析出Na2MoO42H2O晶體，溫度至少要高于15.5 ℃，而溫度高于51.5 ℃時該物質溶解度較大，產(chǎn)率較低，因此C選項符合題意。 (5)次氯酸鈉作氧化劑，被還原為氯化鈉，輝鉬礦中MoS2作還原劑，被氧化為MoO和SO，次氯酸鈉中Cl元素化合價降低2價，MoS2中Mo元素化合價升高2價，1個S元素化合價升高8價，共升高18價，因此，氧化劑與還原劑的物質的量之比為9∶1。 (6)放電為原電池，充電為電解池，電解池陽極發(fā)生氧化反應，Lix(MoS2)n失電子變?yōu)镸oS2，電極反應式為Lix(MoS2)n－xe－===nMoS2＋xLi＋。 (7)根據(jù)反應CO2＋CH42CO＋2H2可知，1體積的甲烷發(fā)生反應生成4體積的還原性氣體，還原性氣體總體積為7 L90%80%4＝20.16 L，在標準狀況下還原性氣體總物質的量為0.9 mol；生成1 mol Mo消耗3 mol CO和H2，所以生成的n(Mo)＝＝0.3 mol，鉬的質量m(Mo)＝0.3 mol96 gmol－1＝28.8 g。